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Wärmelehre

Wärmelehre. Die Temperatur. Inhalt. Die Temperatur Das ideale Gas Temperatur in Materie aus zusammengesetzten Teilen. Ideale Gase. Temperatur im idealen Gas. Das ideale Gas besteht aus freien einzelnen Teilchen, Massenpunkten, Ohne Wechselwirkung miteinander Ohne endliches Volumen

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Presentation Transcript

  1. Wärmelehre Die Temperatur

  2. Inhalt • Die Temperatur • Das ideale Gas • Temperatur in Materie aus zusammengesetzten Teilen

  3. Ideale Gase

  4. Temperatur im idealen Gas • Das ideale Gas besteht aus freien einzelnen Teilchen, Massenpunkten, • Ohne Wechselwirkung miteinander • Ohne endliches Volumen • Folge: Bei Energie Aufnahme oder Abgabe ändert sich die kinetische Energie der Teilchen • Die Temperatur ist ein Maß für die kinetische Energie der Massenpunkte

  5. Die Kelvin Skala Die Kelvin Skala zeigt bei 0° K den absoluten Nullpunkt

  6. Temperatur und kinetische Energie

  7. Versuch: Modell zur Bewegung im Gas (2-dimensional) • Mit einem bewegten Rahmen wird eine regellose Bewegung von Kugeln erzeugt • Keine Vorzugsrichtung • Bei Wandkontakt wird die Geschwindigkeit geändert • Orte und Geschwindigkeiten sind „verteilt“

  8. Energiezufuhr über die Wand • Bei Kontakt mit der Wand erhält jedes Teilchen drei neue Zufalls-Koordinaten für seine Geschwindigkeit • Q: Weshalb verhält sich ein Teilchen bei Wandberührung nicht wie eine Billard Kugel mitEinfallswinkel = Ausfallswinkel? • A: Im Maßstab der Teilchen ist die Wand ein System gekoppelter Pendel • Bei Kontakt wird es in irgend einem Bewegungszustand angetroffen • Analogon: Sie hüpfen auf ein Trampolin, auf dem schon jemand übt

  9. 1. Beispiel für Kontakt Gas mit der Wand Gas Teilchen trifft ein in Flugrichtung bewegtes Teilchen der Wand

  10. 2. Beispiel für Kontakt Gas mit der Wand Gas Teilchen trifft ein entgegenkommendes Teilchen der Wand

  11. Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung für ein Gas (Beispiel: Massenzahl 1) Bei 3 <T< 600 K Bei 300 < T < 600 K

  12. Zusammenfassung • Die Temperatur eines Gases ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie eines Teilchens m/2·v2=3/2·k ·T [J] • T [K] Temperatur • m [kg] Masse eines Teilchens • v [m/s] mittlere Geschwindigkeit der Teilchen • k = 1,3807 10-23 [J/K] • Das ideale Gas besteht aus voneinander unabhängigen Teilchen • Ohne Wechselwirkung untereinander • Ohne eigenes Volumen • Die Temperatur eines Gases ändert sich bei Energiezufuhr, z. B. • bei Kontakt mit einem anderen Körper

  13. Finis z vNeu = Wurzel (vx2 + vy2 + vz2) vx vy vz 1 -1 x 8 y

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